انواع سدها و توربین های مورد استفاده درنیروگاههای آبی
نواع سدها
سدهای خاکی:
سدهای خاکی مصالحشان را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می کنند ، و اصولاً دارای هسته رسی می باشند . رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می کند . اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سد خاکی یکسان باشند ، سد را همگن می گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل سد خاکی از رس باشد سد خاکی همگن است ، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند ، سد غیر همگن محسوب می شود. از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده سازی ساده تر می باشند.اجرای این سد در رودخانه های عریض ساده تر است. مصالح این سد اعم از ریز دانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این سدها برای زمینهایی نامناسب از نظر مقاومت مناسب ترین نوع سد می باشند.
سدهای سنگریزه ای:
این سدها خودبخود غیر همگن می باشند و حتماً باید یک بافت آب بند در مرکز آن قرار گرفته باشد. شکل این سدها درست مانند سد ناهمگن خاکی با هسته رسی می باشد با این تفاوت که در مرکز سد به جای رس از سنگ ریزه نفوذ ناپذیر استفاده می شود و در دور تا دور سد سنگریزه های دشت تر ریخته می شود. در برخی موارد رویه سد را به جای سنگریزه با بتن می پوشانند که در آنصورت دیگر نیازی به هسته آب بند نمی باشد. اینگونه سدها اغلب از نوع بلند می باشند. این نوع سد در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند . سنگهای ریخته شده برای سد بایستی خاصیتهایی از قبیل جذب کم آب ، سایش کم ، مقاومت فشاری بالا و در برابر سرد و گرم شدن مقاومت خوبی داشته باشند.
سدهای بتنی وزنی:
این سدها عمدتاً کوتاه هستند و ارتفاع آنها بین 15 تا 20 متر می باشد ، این سدها به دلیل وزن زیادی که با بتن برای آن بوجود می آورند بر اثر فشار آب حرکت نمی کند و از جای خود تکان نمی خورد. در این نوع سد سرریز شدن آب مشکلی ایجاد نمی کند . این سدها در دره های عریض ساخته می شوند . این نوع سد در برابر تغییر درجه حرارت نیز هیچگونه حساسیتی ندارد.
سدهای بتنی قوسی :
این سدها معمولاً در درهای باریک با شیب زیاد و از جنس سنگ اجرا می گردد و می تواند دو قوسی نیز باشند و در راستای عمود ی و افقی در ره دو حالت قوس داشته باشند. حسن این سدها این است که اگر به هر علتی در بدنه آنها ترک ایجاد شود خود نیروی فشار اعمالی از جانب آب پشت سد باعث هم آمدن این ترکها ( ترکهای حرارتی) می شود.
سدهای بتنی پشت بند دار:
سدهای پشت بند دار از نوع بلند هستند و با عث جلوگیری از خمشهای زیاد در بتن می شوند و برای تصور آن می توان اینگونه آنرا تشبیه کرد که دیواری بلند را که دارای پی در زمین است با تیرچه هایی در پشت آن نیز محکم نگه داشته شود تا فرو نریزد.
سدهای لاستیکی:
این سدهای اغلب بر روی رودخانه های فصلی زده می شود و این سدها از جنس لاستیک می باشند که در زمان مورد نیاز این سدها را از باد پر می کنند و این عمل باد کردن حجم سد را بالا می برد و سد مانع عبور آب می گردد. از این وع سد که کوتاه نیز می باشد در شمال کشور خودمان نیز وجود دارد.
انواع توربین عمودی استفاده شده در نیروگاههای آبی
توربين آبی:
توربيـــــن يك سيستم مكـــانيكي اســـت كه انــرژي پتانســــيل آب را به انـــرژي مكــانيكي تبديـــل مي كند. مقــــدار انـــرژي توليـــد شـــده به پارامترهايي از قبيل هـــد، دبي و مقدار تلفــات نشتي بستگي دارد.
مزایای توربین های عمودی :
1) نصب وتعمیر ژنراتور به راحتی انجام می شود.
2) غوطه ور نمودن پره های متحرک زیر دم آب خروجی به منظوراز بین بردن کاویتاسیون ، در مقایسه با غوطه ور نمودن مجموعه کامل با حداقل هزینه عمرانی همراه خواهد بود.
3) تجهیزات را می توان بر روی سطح بالای توربین نصب نمود که این موضوع ،تعمیرات ونگهداری از تجهیزات را به آسانی مهیا می کند.
4) طرح سیستم روغن کاری ویاتاقان ها به سادگی انجام می شود.
5) حفاظت توربین ودیگر تجهیزات جانبی با انجام بتون ریزی های محکم قابل انجام است.
توربین پلتون :
این توربین ها در سد های با ارتفاع ریزش آب زیاد (معمولا بیشتر از 200 تا 250 متر ) وجریان آب کم به کار می روند. این نوع توربین ها از نوع ضربه ای می باشند که در یک یا چند نازل موازی ،تمام فشار آب تبدیل به سرعت می شود. سپس آب با سرعت زیاد از طریق انژکتور و والو سوزنی داخل آن ،به سمت قاشقک توربین (که حکم پره های متحرک را دارد) هدایت می شود. با کنترل موقعیت والو سوزنی می توان دبی آب ورودی به قاشقک های توربین را تنظیم نمود. این عمل توسط ،سیستم گاورنر نیروگاه انجام می شود. لازم به ذکر است که در توربین پلتون ،آب خروجی از نازل در هر لحظه ،فقط به یک قاشقک برخورد می کند ودر صورتی که آب خروجی در هر لحظه با چند قاشقک برخورد نماید ،توربین تارگو نامیده می شود.
در مواقع کاهش سریع بار نیروگاه ،باید آب ورودی توسط سوزن وسط انژکتور کم شود که این موضوع ،توسط بسته شدن والو سوزنی انجام می شود. اما این عمل ،باعث ایجاد فشار شدیدی در لوله های منتهی به انژکتور می شود. برای جلوگیری از این مشکل ،از وسیله ای به نام منحرف کننده (دفلکتور) استفاده می شود . دفلکتور در مواقع کاهش سریع بار به سرعت در مقابل آب خروجی از انژکتور قرار می گیرد وسپس با حرکت آرام والو سوزنی وتنظیم دبی آب مورد نیاز ،مجددا به محل خود بر می گردد.
اين توربين بطور كلي از يك ظرف حلزوني ويك چرخهادي (استاتور) ويك چرخ گردان پرهدار (روتور) تشكيل شده است. اين توربين از يك محور گردنده كه روي آن كاسههاي مخصوص در فواصل معين نصب شدهاند، تشكيل شده است. اين توربين برای دهانههای بين 1840 - 184 متر استفاده میشود.
توربین فرانسیس :
این توربین ها برای نیروگاههای با ارتفاع متوسط آب ودبی آب جاری متوسط به کار می رود. آب پشت سد توسط کانال هایی وارد لوله هایی حلزون شکل می گردد. سطح مقطع این لوله حلزونی مرتبا کاهش می یابد تا سیال آب بتواند با سرعت یکنواخت در تماس با پره های اصلی توربین قرار گیرد. آب با سرعت زیاد پس از عبور از محفظه حلزونی شکل ،توسط پره های راهنما به پره های اصلی برخورد می کند. وظیفه پره های راهنما ،افزایش سرعت آب وجهت دادن مناسب به آب برای برخورد با پره های اصلی می باشد. حد اکثر بازده این نوع توربین 94 تا 95 در صد می باشد. اين توربين تندگردتر از توربين پلتون و آهستهگردتر از توربين كاپلان ميباشد. اين توربين برای دهانههای بين 490- 37 متر استفاده میشود. اكثر نيروگاههاي آبي در ايران از توربين فرانسيس استفاده ميكنند.
توربین کاپلان :
خصوصیت اصلی این نوع توربین ها آن است که جریان آب به طور محوری با پره های متحرک برخورد می کند. لوله حلزونی شکل وپره های راهنما دارای طرح وعملکردی شبیه توربین فرانسیس هستند. آب با سرعت زیاد پس از عبور از پره های راهنما وقبل از برخورد با پره های متحرک ،جهت محوری پیدا می کند تا حداکثر انرژی خود را به پره ها منتقل کند. معمولا تعداد این پره های متحرک بین 4 تا 6 عدد می باشد که عموما در نیروگاه قابل تنظیم می باشند. این موضوع باعث بالا رفتن بازده این نوع توربین ها می شود که در توربین های بزرگ تا مقدار 94% هم می رسد. توربين كاپلان: برای نيروگاههای جريان رودخانهای و حوضچهای با دهانههای بالای 61 متر استفاده میشود. اين نوع يک روتور محور جريانی با گام تيغههای متغير (تيغههای گام - متغير) است.
پاسخ با نقل قول